Question

【題目】硼位于ⅢA族，三鹵化硼是物質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究熱點(diǎn)，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有機(jī)合成的催化劑。

[查閱資料]�、貰Cl3的熔點(diǎn)為－107.3 ℃，沸點(diǎn)為12.5 ℃；②2B＋6HCl2BCl3↑＋3H2↑；③硼與鋁的性質(zhì)相似，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]　某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備三氯化硼：

請(qǐng)回答下列問題：

（1）常溫下，可用高錳酸鉀與濃鹽酸發(fā)生的反應(yīng)可替代A裝置中的反應(yīng)，請(qǐng)寫出高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________________。

（2）E裝置的作用是________________________________。如果拆去B裝置，可能的后果是______________________________________________________________________。

（3）三氯化硼遇水劇烈反應(yīng)生成硼酸(H3BO3)和白霧，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________________________。實(shí)驗(yàn)室保存三氯化硼的注意事項(xiàng)是___________________________________。

（4）實(shí)驗(yàn)中可以用一個(gè)盛裝____________________(填試劑名稱)的干燥管代替F和G裝置，使實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)便。

（5）為了順利完成實(shí)驗(yàn)，正確的操作是_____(填序號(hào))。

①先點(diǎn)燃A處酒精燈，后點(diǎn)燃D處酒精燈 ②同時(shí)點(diǎn)燃A、D處酒精燈 ③先點(diǎn)燃D處酒精燈，后點(diǎn)燃A處酒精燈

（6）請(qǐng)你補(bǔ)充完整下面的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證制得的產(chǎn)品中是否含有硼粉：取少量樣品于試管中，滴加濃________________(填化學(xué)式)溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉；若無氣泡產(chǎn)生，則樣品中無硼粉。

Answer 1

【答案】2MnO4－＋10Cl－＋16H＋= 2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑ 冷卻和收集三氯化硼 硼粉與HCl反應(yīng)生成的氫氣與氯氣混合，加熱時(shí)易發(fā)生爆炸 BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑ 隔絕空氣，密封保存 堿石灰 ① NaOH

【解析】

（1）在A裝置中用高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)可以制取氯氣；

（2）在 E裝置的作用是冷卻和收集三氯化硼；如果拆去B裝置，可能會(huì)發(fā)生反應(yīng)2B+6HCl2BCl3↑+3H2↑，在D中加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸；

（3）三氯化硼遇水劇烈反應(yīng)生成硼酸（H3BO3）和白霧，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑；因此在實(shí)驗(yàn)室保存三氯化硼的注意事項(xiàng)要隔絕空氣，密封保存，防止受潮水解；

（4）F中濃硫酸防水蒸氣進(jìn)入E中使BCl3水解，G裝置盛裝氫氧化鈉溶液吸收尾氣，故實(shí)驗(yàn)中可以用一個(gè)盛裝堿石灰的干燥管來代替F+G裝置；

（5）①先點(diǎn)燃A處酒精燈，待整套裝置中都充滿Cl2后再點(diǎn)燃D處酒精燈，使之發(fā)生反應(yīng)；

②若先點(diǎn)燃D處酒精燈，這時(shí)B就與裝置中的空氣發(fā)生反應(yīng)得到B2O3，產(chǎn)生的BCl3產(chǎn)率和純度降低；

③同時(shí)點(diǎn)燃A、D處酒精燈也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生B2O3，影響制備BCl3；

（6）由于B的性質(zhì)與Al相似，既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)放出氫氣，所以取少量樣品于試管中，滴加濃NaOH溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉。

（1）在A裝置中用高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)可以制取氯氣，反應(yīng)的離子方程式為：2MnO4－＋10Cl－＋16H＋ = 2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑；

（2）由于濃鹽酸有揮發(fā)性，所以在氯氣中含有HCl氣體，用飽和NaCl溶液除去HCl雜質(zhì)，用濃硫酸進(jìn)行干燥，在D中發(fā)生反應(yīng)：3Cl2+2B2BCl3；E裝置的作用是冷卻和收集三氯化硼；如果拆去B裝置，可能會(huì)發(fā)生反應(yīng)2B＋6HCl2BCl3↑＋3H2↑，在D中加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸；

（3）三氯化硼遇水劇烈反應(yīng)生成硼酸(H3BO3)和白霧，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑；因此在實(shí)驗(yàn)室保存三氯化硼的注意事項(xiàng)要隔絕空氣，密封保存，防止受潮水解；

（4）為防止BCl3水解在E與G之間連接一個(gè)盛有濃硫酸的裝置；G裝置中NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染大氣；在實(shí)驗(yàn)中也可以用一個(gè)盛裝堿石灰的干燥管代替F和G裝置，堿石灰既能吸收H2O（g）又能吸收Cl2，使實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)便；

（5）①先點(diǎn)燃A處酒精燈，待整套裝置中都充滿Cl2后再點(diǎn)燃D處酒精燈，使之發(fā)生反應(yīng)，正確；②若先點(diǎn)燃D處酒精燈，這時(shí)B就與裝置中的空氣發(fā)生反應(yīng)得到B2O3，再點(diǎn)燃A處酒精燈產(chǎn)生的BCl3產(chǎn)率和純度降低，錯(cuò)誤；③同時(shí)點(diǎn)燃A、D處酒精燈也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生B2O3，影響制備BCl3；答案選①。

（6）由于B的性質(zhì)與Al相似，既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)放出氫氣，所以取少量樣品于試管中，滴加濃NaOH溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉。